2026年 04期
基于涡相关法的海-气界面动量通量计算的倾斜校正及其特征
沈雨薇;李墨馨;赵栋梁;在使用涡相关法计算通量时，为确保测量平面与水平面平行，需要对观测数据进行倾斜校正。常用的倾斜校正方法有二次旋转、三次旋转和平面拟合法。本文利用南海海上平台的观测数据，探讨了倾斜校正方法对海-气界面动量通量计算结果的影响。研究发现，当大气层结处于中性稳定情形时，二次旋转方法与平面拟合法下动量通量计算结果基本一致，但当大气层结趋于稳定时，平面拟合法展现出了更好的适应性。而三次旋转方法并未在二次旋转的基础上有效改进通量计算。进一步研究表明，不同倾斜校正方法对湍动能谱、风应力方向以及风应力方向和风向夹角的影响差异可以忽略。在稳定情形下，风应力方向偏向风向左侧；在中性稳定情形下，偏向角接近0;在不稳定情形下，偏向角分布则较为分散。此外，在稳定情形下，拖曳系数会减小。本文得到的拖曳系数与风速的关系与前人的研究结果基本一致。
一株莫哈韦芽孢杆菌的脱氮性能评价及其氮转化机理研究
田相利;王路平;刘云慧;解玉萌;张丽雯;刘剑锋;姚志国;本文为探究菌株C3的脱氮性能与机理,以分离自黄海冷水团底泥的莫哈韦芽孢杆菌C3(Bacillus mojavensis C3)为对象开展研究。研究表明,在初始无机氮浓度为21mg/L的氮源培养基中,菌株C3可有效去除水体中NH4~+-N、NO2~--N和NO3~--N,去除率分别为85.95%、75.89%和96.29%,最大氮去除速率分别为0.36、0.36和0.50mg/(L∙h)。氮平衡分析表明,系统中无机氮通过同化作用和异养硝化-好氧反硝化作用(HN-AD)去除。其中,同化途径主导了菌株无机氮转化,通过异养硝化-好氧反硝化作用释放至大气的氮占系统总氮的13.29%～16.83%。15N同位素示踪结果发现,当以15NH4~+-N、15NO2~--N和15NO3~--N为唯一氮源时,菌株C3仅产生15N_2O,不产生15N2,表明N_2O是其脱氮的主要气体产物。使用氨氧化抑制剂探究了菌株C3的硝化途径,发现添加不同浓度的烯丙基硫脲对氨氮去除率和氮损失无显著影响,表明菌株C3中可能存在一种具有特殊酶结构的新型氨氧化酶,能将NH4~+-N转化为NH_2OH。全基因组测序分析表明,在氮同化过程中,氮源的利用主要通过谷氨酸脱氢酶(GDH)途径(胞外NO3~-/NO2~-/NH4~+→胞内NH4~+→谷氨酸→菌体蛋白)和谷氨酰胺合成酶/谷氨酸合酶(GS/GOGAT)途径(胞外NO3~-/NO2~-/NH4~+→胞内NH4~+→谷氨酰胺→谷氨酸→菌体蛋白)。研究结果显示,菌株C3通过异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)途径实现氮异化,包括异养硝化作用(NH4~+→NH_2OH→NO→N_2O)和好氧反硝化作用(NO3~-→NO2~-→NO→N_2O)。本研究为查明莫哈韦芽孢杆菌的氮转化机理提供了重要信息,并为菌株C3在海水养殖废水处理中的潜在应用提供了科学依据。
胰岛素样促雄腺激素基因敲低对凡纳滨对虾生殖-代谢调控网络的影响
杜莹;陈颖;孙小娟;谢姝敏;胡景杰;包振民;屈哲;为深入探究凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)胰岛素样促雄腺激素(Insulin-like androgenic gland hormone, IAG)对基因表达调控的影响，本研究通过体内IAG的敲低和重组蛋白处理进行验证。通过设置4个诱导温度：16、20、28和37℃,探究了温度对IAG重组蛋白原核表达效率的影响。研究显示，在原核表达系统中28℃诱导12 h, pET32a-IAG重组蛋白在包涵体中的产量相对较高。在IAG dsRNA短期干扰实验中，IAG的表达量显著降低了97%。同时，促雄腺转录组分析表明生殖相关基因CYP2L1以及花生四烯酸途径基因GPx的表达显著上调，而代谢相关基因SEC63、TnC的表达显著下调(P<0.05)。研究结果表明，IAG在凡纳滨对虾的生殖和生长发育过程中起到重要的调控作用，其表达水平的改变能够显著影响生殖和代谢相关基因的表达模式，进而影响生殖与生长发育的过程。
凡纳滨对虾组织中虾青素的分析方法建立、分布特征及功能探究
贾佳;刘怡凤;赵倩倩;孙玥;包振民;为探究虾青素在凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)体内的分布特征，本研究建立了一种虾青素提取与定量分析方法，确定甲醇为最佳萃取溶剂，采用1∶50固液比单次萃取，结合“甲醇萃取-四氢呋喃复溶”联用检测方案。饲料中虾青素添加量分别为0(对照组)、40、80、120 mg/kg,进行投喂实验，探究不同添加量虾青素对凡纳滨对虾的影响，并定量分析虾青素分布、体色变化及酶活性。研究表明，虾青素能够改善对虾体色，使其向红橙色转变，并在肝胰腺、腹神经索和表皮中积累最为显著。此外，虾青素能够提高肝胰腺总抗氧化能力(Total antioxidant capacity, T-AOC),增强超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)、碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase, AKP)和谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase, GSH-Px)活性，同时降低丙二醛(Malondialdehyde, MDA)含量，表明虾青素可有效增强凡纳滨对虾的抗氧化与免疫功能。
金银双金属纳米粒子的制备及其对4-硝基苯酚的催化还原性能
刘冰冰;李瑾;束召芹;钟莲;本文以水溶性壳聚糖(Water-soluble chitosan, WSC)为还原剂和稳定剂，同步还原HAuCl4和AgNO3,成功制备了金银双金属纳米粒子(Au-Ag NPs)。考察了金银前驱体体积比(V(HAuCl4)/V(AgNO3))、反应温度和时间、NaOH及WSC浓度的影响。采用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)及能量色散X射线光谱(EDS)对Au-Ag NPs进行了表征。考察了Au-Ag NPs对4-硝基苯酚(4-NP)的催化还原性能。结果表明，以WSC为还原剂和稳定剂制备了平均粒径4 nm左右的球形或近球形Au-Ag NPs。Au-Ag NPs对4-NP的催化还原活性优于AuNPs和AgNPs, Au0.5Ag0.5(V(HAuCl4)/V(AgNO3)=1∶1)的催化活性最高。以Au0.5Ag0.5为催化剂时，在30℃下催化反应30 min, 4-NP的转化率可达到99.1%,反应速率常数为0.190 3 min-1,反应活化能Ea为31.1 kJ·mol-1。
甜菜碱强化镍胁迫下厌氧氨氧化脱氮性能研究
伍洋伯;陈奕兆;王玉;马金明;王文鑫;聂新华;季军远;重金属对厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation, Anammox)工艺脱氮性能的抑制是该工艺推广应用中面临的严峻挑战之一。为增强Ni(Ⅱ)胁迫下Anammox脱氮性能，本文研究了甜菜碱对Ni(Ⅱ)胁迫下Anammox脱氮的强化效果及其缓(解)Ni(Ⅱ)毒机制。结果表明，甜菜碱可明显强化Ni(Ⅱ)胁迫下Anammox的脱氮性能，在Ni(Ⅱ)浓度为0.5 mg·L-1时，添加甜菜碱的Anammox工艺脱氮效率(Nitrogen removal efficiency, NRE)可达93.50%以上，而未添加甜菜碱的Anammox工艺的NRE为87.43%。在Ni(Ⅱ)浓度为2 mg·L-1时，添加甜菜碱的Anammox工艺NRE可长期维持(>80 d)在83.00%以上，而未添加甜菜碱的Anammox工艺脱氮性能已崩溃(NRE<50%)。甜菜碱可显著提高Anammox工艺对Ni(Ⅱ)的抗性，对Ni(Ⅱ)的耐受度可从2 mg·L-1提高到4 mg·L-1。甜菜碱可促进Anammox污泥中松散附着胞外聚合物(Loosely bound extracellular polymeric substances, LB-EPS)的分泌，提高血红素c含量。与未添加甜菜碱的Anammox相比，添加甜菜碱的Anammox工艺中硝酸还原酶(NR)、肼氧化酶(HZO)和肼合成酶(HZS)的活性显著提高，最大增幅分别为196.22%、80.81%和195.87%。甜菜碱可增加Anammox污泥中Candidatus Brocadia的丰度，可使2 mg·L-1的Ni(Ⅱ)浓度下Candidatus Brocadia丰度达25.12%。本研究可为缓解重金属对Anammox工艺脱氮的抑制及强化重金属环境下的脱氮效果提供理论基础和技术支持。
基于初至波能量的海底节点重定向方法
恒帅佳;童思友;王金刚;在海底节点(Ocean bottom nodes, OBN)地震勘探中，数据误差的主要来源于多分量串扰、耦合不良、增益不均衡、频率响应不匹配以及检波器方向偏差等多种因素。其中，检波器的方向性偏差是影响数据质量的关键因素。受海底地形条件、洋流以及自由落体等因素的影响，三分量检波器的实际布设方向常常会发生偏移，从而导致波场在X、Y、Z各分量间的分配不均，进而影响波场接收精度和成像效果。因此，处理多分量地震数据的首要任务就是对检波器进行重定向，即通过内置倾角仪或基于数据驱动的方式估算出对应的方向角，再应用旋转矩阵将检波器从实际采集坐标系调整到设计坐标系上。本文采用基于领导者机制的哈里斯鹰优化算法(Leader harris hawks optimization, LHHO),通过分析三分量地震记录中初至波能量的差异特性，实现对OBN的精确方向校正。该方法通过结合初至波偏振矢量在XOZ平面上的投影和P、Z分量相关性，从而有效约束了坐标轴反向的多解问题。实验结果表明，在浅海OBN环境直达波信号缺失的情况下，本文方法具备较高的计算效率和精度。
一类非齐次非局部拟线性抛物微分不等式解的Fujita型非存在性
李敏涵;方钟波;本文在全空间上研究一类非齐次非局部加权抛物微分不等式的非平凡非负弱解，其中包含p-Laplacian型拟线性算子且加权函数可能在原点处奇异或退化。在试验函数理论框架内，改进非线性容度法，导出精确的先验估计并建立新的Fujita型非存在性定理。
基于不同集成方案的浮式风-浪联合发电系统动力响应研究
何方;路顺航;蔡元浪;杨小龙;潘佳鹏;针对海上风能与波浪能低成本开发的问题，本文提出将振荡浮子波浪能装置(Wave energy converter, WEC)集成于“海油观澜号”浮式风机上，以期通过波能俘获特性在增强系统发电效益的同时降低浮式风机运动响应。本研究基于势流理论和莫里森方程，在AQWA软件中实现浮式基础和WEC的水动力耦合分析，并利用叶素动量理论在FAST软件中对叶片气动影响进行模拟，以实现全耦合分析。经水池模型试验数据验证数值模型的准确性后，进一步研究了4种WEC集成方案对浮式风机运动响应和发电效益的影响。结果表明：在半潜式基础中心立柱和边立柱间集成6个WEC的发电阵列方案可有效抑制风机的纵摇运动；在极端工况下风机纵摇角度的最大值和标准差可分别降低16.2%和10.3%;相较于单独的风机，联合系统发电效益可提高13.9%。由此可见，集成对于增强系统发电效益、降低浮式风机运动响应效果显著。
内孤立波作用下水下潜器的载荷特性研究
尹汉军;张琪;谭海月;常强博;韩笑笑;何镇阳;武文斌;王俊荣;针对潜艇、潜体等水下潜器在作业时遭遇内孤立波常出现失控和掉深的现象，为系统研究海洋内孤立波作用下水下潜器的受力特性问题，本文建立了三维内孤立波数值水槽，采用速度入口法生成内孤立波，通过求解雷诺平均化的Navier-Stokes(RANS)方程来描述流场特征，进而获取水下Suboff固定潜器所受到的流场载荷。通过将本文数值结果与内孤立波作用下有限长圆柱受力的已发表实验结果进行对比，验证本文数值模型的有效性。本文运用该模型模拟了大量的数值算例，分析了潜器潜深、内孤立波波幅和上、下流体厚度分层比等参数对潜器力学特性的影响规律，解释了固定潜器在内孤立波流场中受力异变的本质原因。数值模拟结果显示，潜器相对内孤立波的潜深位置是影响固定潜器受力特性的关键参数，尤其是未穿过波面的潜器，其垂向载荷幅值仅为完全穿过波面的潜器垂向载荷幅值的3%;其次，当潜器能完全穿过内孤立波波面时，波幅和流体分层比均对潜器载荷幅值的影响不显著，而主要影响载荷的作用时长。本文研究成果能为内孤立波流场中水下潜器的安全航行提供理论基础与技术支撑。